(完整版)自动化专业《电力电子技术》复习题及答案
自动化专业《电力电子技术》复习题
一、填空题（本题共8小题，每空1分，共20分）
1、电子技术包括______________和电力电子技术两大分支，通常所说的模拟电
子技术和数字电子技术就属于前者。
2、为减少自身损耗，提高效率，电力电子器件一般都工作在_________状态。当
器件的工作频率较高时，_________损耗会成为主要的损耗。
3、在PWM控制电路中，载波频率与调制信号频率之比称为_____________，当
它为常数时的调制方式称为_________调制。在逆变电路的输出频率范围划分成若干频段，每个频段内载波频率与调制信号频率之比为桓定的调制方式称为____________调制。
4、面积等效原理指的是，_________相等而_______不同的窄脉冲加在具有惯性
的环节上时，其效果基本相同。
5、在GTR、GTO、IGBT与MOSFET中，开关速度最快的是_________，单管输
出功率最大的是_____________，应用最为广泛的是___________。
6、设三相电源的相电压为U2，三相半波可控整流电路接电阻负载时，晶闸管可
能承受的最大反向电压为电源线电压的峰值，即，其承受的最大正向电压为。
7、逆变电路的负载如果接到电源，则称为逆变，如果接到负载，则称
为逆变。
8、如下图，指出单相半桥电压型逆变电路工作过程中各时间段电流流经的通路(用
V1,VD1,V2,VD2表示)。
(1) 0~t1时间段内，电流的通路为________；
(2) t1~t2时间段内，电流的通路为_______；
(3) t2~t3时间段内，电流的通路为_______；
(4) t3~t4时间段内，电流的通路为_______；
(5) t4~t5时间段内，电流的通路为_______；
第
2页
二、选择题（本题共10小题，前4题每题2分，其余每题1分，共14
分）
1、单相桥式PWM逆变电路如下图，单极性调制工作时，在电压的正半周是（）
A、V1与V4导通，V2与V3关断
B、V1常通，V2常断，V3与V4交替通断
C、V1与V4关断，V2与V3导通
D、V1常断，V2常通，V3与V4交替通断
2、对于单相交流调压电路，下面说法错误的是（）
A、晶闸管的触发角大于电路的功率因素角时，晶闸管的导通角小于180度
B、晶闸管的触发角小于电路的功率因素角时，必须加宽脉冲或脉冲列触发，
电路才能正常工作
第 3 页
C 、晶闸管的触发角小于电路的功率因素角正常工作并达到稳态时，晶闸管的导通角为180度
D 、晶闸管的触发角等于电路的功率因素角时，晶闸管的导通角不为180度
3、在三相三线交流调压电路中，输出电压的波形如下图所示，在t1~t2时间段内，有（ ）晶闸管导通。
A 、1个
B 、2个
C 、3个
D 、4个
4、对于单相交交变频电路如下图，在t1~t2时间段内，P 组晶闸管变流装置与N 组晶闸管变流装置的工作状态是（ ）
A 、P 组阻断，N 组整流
B 、P 组阻断，N 组逆变
C 、N 组阻断，P 组整流
D 、N 组阻断，P 组逆变
5、电阻性负载三相半波可控整流电路中，控制角的范围是（ ）
A 、30°～150
B 、0°～120°
C 、15°～125°
D 、0°～150°
密 封 线
第4页
6、桓流驱动电路中加速电容C的作用是（）
A、加快功率晶体管的开通
B、延缓功率晶体管的关断
C、加深功率晶体管的饱和深度
D、保护器件
7、直流斩波电路是一种（）变换电路。
A、AC/AC
B、DC/AC
C、DC/DC
D、AC/DC
8、为限制功率晶体管的饱和深度，减少存储时间，桓流驱动电路经常采用（）
A、du/dt抑制电路
B、抗饱和电路
C、di/dt抑制电路
D、吸收电路
9、已经导通的晶闸管的可被关断的条件是流过晶闸管的电流（）
A、减小至维持电流以下
B、减小至擎住电流以下
C、减小至门极触发电流以下
D、减小至5A以下
10、IGBT是一个复合型的器件，它是（）
A、GTR驱动的MOSFET
B、MOSFET驱动的GTR
C、MOSFET驱动的晶闸管
D、MOSFET驱动的GTO
三、简答题（共3小题，22分）
1、简述晶闸管导通的条件与关断条件。（7分）
2、电压型逆变电路的主要特点是什么？（8分）
3、简述实现有源逆变的基本条件，并指出至少两种引起有源逆变失败的原因。（7分）
第 5
页
四、作图题（共 2 小题，每题12分，共24分）
1、三相全控桥，阻感负载，主回路整流变压器的接法是D,y5，采用NPN 管的锯齿波触发器，要求在整流与逆变状态运行。同步变压器二侧电压经R-C 滤波器滤波后（滞后角为30°）接到触发电路。同步变压器的的接法为Y/Y-10，4接法，如下图所示，选择晶闸管的同步电压。（要给出分析过程，分析依据） 晶 闸 管 VT1 VT2 VT3 VT4 VT5 VT6 主电路电压 +U u -U w +U v -U u +U w -U v 同 步 电 压
2、电路与波形如图所示。（1）若在t1时刻合上K ，在t2时刻断开K ，画出负载电阻R 上的电压波形；（2）若在t1时刻合上K ，在t3时刻断开K ，画出负载电阻R 上的电压波形。（u g 宽度大于3600）。
（a ）电路图 （b ）输入电压u 2的波形图
密 封 线
第6页
五、计算题（共 1 小题，共20分）
1、电路如图所示，单相全控桥式整流电路接大电感负载，R=4Ω，U2=220V。
（1）触发角为60°时，(a) 试求U d、I d、晶闸管电流平均值I dVT、晶闸管电流有效值I VT、变压器副边电流有效值I2；（b）作出u d、i d、i VT2、i2的波形图（图标清楚，比例适当）。
（2）当负载两端接有续流二极管时，（a）试求U d、I d、I dVT、I VT、I VD、I dVD、I2；（b）作出u d、i d、i VT2、i VD、i2的波形图（图标清楚，比例适当）。
一、填空题（本题共6小题，每空1分，共15分）
1、_________存在二次击穿现象，____________存在擎住现象。
2、功率因数
由和
这两个因素共同决定的。
3、晶闸管串联时，给每只管子并联相同阻值的电阻R
是 __措施。
4、同一晶闸管，维持电流I
H 与掣住电流I
L
在数值大小上有
I L _ _I
H
。
5、电力变换通常可分
为：、、
第
7页
和。
6、在下图中，_______和________构成降压斩波电路使直流电动机电动运行，
工作于第1象限；_______和_______构成升压斩波电路，把直流电动机的动能转变成为电能反馈到电源，使电动机作再生制动运行，工作于____象限。
二、选择题（本题共11小题，9，10，11小题每题2分，其余每题1分，共14分）
1、下列电路中，不可以实现有源逆变的有（）。
A、三相半波可控整流电路
B、三相桥式全控整流电路
C、单相桥式可控整流电路
D、单相全波可控整流电路外接续流二极
管
2、晶闸管稳定导通的条件（）
A、晶闸管阳极电流大于晶闸管的擎住电流
B、晶闸管阳极电流小于晶闸管的擎住电流
C、晶闸管阳极电流大于晶闸管的维持电流
D、晶闸管阳极电流小于晶闸管的维持电流
3、三相半波可控整流电路的自然换相点是（）
A、交流相电压的过零点
B、本相相电压与相邻相电压正半周的交点处
C、比三相不控整流电路的自然换相点超前30°
D、比三相不控整流电路的自然换相点滞后60°
4、若增大SPWM逆变器的输出电压基波频率，可采用的控制方法是（）
A、增大三角波幅度
B、增大三角波频率
C、增大正弦调制波频率
D、增大正弦调制波幅度
第8页
5、三相半波可控整流电路中，晶闸管可能承受的反向峰值电压为（）
A、U2
B、U2
C、2U2 D.U2
6、晶闸管电流的波形系数定义为（）
A、B、
C、K f =I dT·I T
D、K f =Id T-I T
7、降压斩波电路中，已知电源电压U d=16V，负载电压U o=12V，斩波周期T=4ms，则开通时T on=（）
A、1ms
B、2ms
C、3ms
D、4ms
8、关于单相桥式PWM逆变电路，下面说法正确的是（）
A、在一个周期内单极性调制时有一个电平，双极性有两个电平
B、在一个周期内单极性调制时有两个电平，双极性有三个电平
C、在一个周期内单极性调制时有三个电平，双极性有两个电平
D、在一个周期内单极性调制时有两个电平，双极性有一个电平
9、对于单相交交变频电路如下图，在t2~t3时间段内，P组晶闸管变流装置与N组晶闸管变流装置的工作状态是（）
A、P组阻断，N组整流
B、P组阻断，N组逆变
C、N组阻断，P组整流
D、N组阻断，P组逆变
第9页
10、在三相三线交流调压电路中，输出电压的波形如图所示，在t2~t3时间段内，
有（）晶闸管导通。
A、1个
B、2个
C、3个
D、4个
线
三、简答题（本题共 4 小题，共30分）
1、电压型逆变电路的主要特点是什么？（7分）
封
2、某一晶闸管，额定电压为300V，额定电流为100A，维持电流为4mA，使用在下图所示的各电路中是否合理?说明其理由。(不考虑电压、电流裕量)（8分）
密
3、下面BOOST升压电路中，电感L、电容C与二极管的作用是什么？（7分）
第
10页
4、变压器漏感对整流电路有什么影响？（8分）
四、作图题（本题共3小题，共26分）
1、画出三相桥式全控整流电路带阻感负载的原理图，并给图中6个晶闸管写上正确的编号，编号写在晶闸管的正上方或正下方。变压器采用Δ/Y接法。（8分）
2、画出下图对应的U
d 、i
T1
、V
T1
的波形其中虚线为脉冲信号。（12分）
封线
第11页
3、将控制电路、检测电路、驱动电路、主电路填入以下框图中，组成一个电力电
子应用系统。（6分）
六、计算题（本题共1小题，共15分）
1、有一个三相全控桥整流
电路。已知电感负载
L=0.2H、α=60°、R=1Ω、
变压器二次相电压U
2=100V。试画出U
d
的波形，计算负载端输出的直流电压U
d
和
负载电流平均值I
d ，计算变压器二次电流的有效值I
2
。
一、填空题：（本题共7小题，每空1分，共20分）
1、请在正确的空格内标出下面元件的简称：
电力晶体管；可关断晶闸管；功率场效应晶体管；绝缘栅双极型晶体管；IGBT是和的复合管。
2、晶闸管对触发脉冲的要求是、和。
3、多个晶闸管相并联时必须考虑的问题，解决的方法是。
4、在电流型逆变器中，输出电压波形为波，输出电流波形为波。
5、三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在同一桥臂上的上、下二个开关管间
进行，称为_______°导电型
第12页
6、当温度降低时，晶闸管的触发电流会、正反向漏电流会；
7、常用的过电流保护措施有、、
、。（写出四种即可）
二、选择题（本题共10小题，每题1分，共10分）
1、单相半控桥整流电路的两只晶闸管的触发脉冲依次应相差（）度。
A、180°
B、60°
C、360°
D、120°
2、α为度时，三相半波可控整流电路，电阻性负载输出的电压波形，处
于连续和断续的临界状态。
A、0度
B、60度
C、30度
D、120度，
3、晶闸管触发电路中，若改变（）的大小，则输出脉冲产生相位移动，
达到移相控制的目的。
A、同步电压
B、控制电压
C、脉冲变压器变比
D、以上都不
能
4、可实现有源逆变的电路为（）。
A、三相半波可控整流电路
B、三相半控桥整流桥电路
C、单相全控桥接续流二极管电路
D、单相半控桥整流电路
5、在一般可逆电路中，最小逆变角βmin选在下面那一种范围合理（）。
A、30o-35o
B、10o-15o
C、0o-10o
D、0o。
6、单相半波可控整流电阻性负载电路中，控制角α的最大移相范围是（）
A、90°
B、120°
C、150°
D、180°
7、若增大SPWM逆变器的输出电压基波频率，可采用控制方法是（）
A、增大三角波幅度
B、增大三角波频率
C、增大正弦调制波频率
D、增大正弦调制波幅度
8、采用多重化电压源型逆变器的目的，主要是为（）
A、减小输出幅值
B、增大输出幅值
C、减小输出谐波
D、减小输出功率
9、为限制功率晶体管的饱和深度，减小存储时间，恒流驱动电路经常采用（）
第 13 页
A 、dt du
抑制电路 B 、抗饱和电路 C 、dt di
抑制电路 D 、吸收电路
10、一般认为交交变频输出的上限频率（ ）
A 、与电网有相同的频率
B 、高于电网频率
C 、可达电网频率的80%
D 、约为电网频率的1/2~1/3
三、判断题（正确打√，错误打×）：（本题共10小题，每小题1分，共10分）
1、在半控桥整流带大电感负载不加续流二极管电路中，电路出故障时会出现失控现象。（ ）
2、在用两组反并联晶闸管的可逆系统，使直流电动机实现四象限运行时，其中一组逆变器工作在整流状态，另一组工作在逆变状态。（ ）
3、晶闸管串联使用时，必须注意均流问题。（ ）
4、逆变角太大会造成逆变失败。（ ）
5、并联谐振逆变器必须是略呈电容性电路。（ ）
6、给晶闸管加上正向阳极电压它就会导通。（ ）
7、有源逆变指的是把直流电能转变成交流电能送给负载。（ ） 8、在单相全控桥整流电路中，晶闸管的额定电压应取U2。（ ）
9、三相半波可控整流电路中，电路输出电压波形的脉动频率为300Hz 。（ ） 10、变频调速是改变电动机内旋转磁场的速度达到改变转速的目的。（ ） 四、简答题（本题共3小题，共32分）
1、试说明IGBT 、GTR 、GTO 和电力MOSFET 各自的优缺点。（12分）
密 封 线
第
14页
GTO
电力
MOSFET
2、试分析下图间接交流变流电路的工作原理，并说明其局限性。（10分）
3、软开关电路可以分为哪几类？各有什么特点？（10分）
第 15 页
五、作图题（本题共1小题，共16分）
1、在三相半波整流电路中，如果U 相的触发脉冲消失，试绘出在电阻负载下整流电压u d 的波形和V 相上晶闸管VT2上的管压降波形。设触发角分别为15o和60o。 （1）触发角为15o时
（2）触发角为60o时
Ud
U VT2
Ud
U VT2
密 封 线
第16页
六、计算题（本题共1小题，共12分）
1、单相桥式全控整流电路，U
2
＝100V，负载中R=20Ω，L值极大，反电动势E ＝60V。当α＝30°时，要求：
（1）作出u
d 、i
d
和i
2
的波形；（3分）
（2）求整流输出平均电压U
d 、电流I
d
，变压器二次电流有效值I
2
；（4分）
（3）考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。（5分）
一、填空题：（本题共5小题，每空1分，共20分）
1、由波形系数可知，晶闸管在额定情况下的有效值电流为I Tn等于倍I T（A V），
如果I T
（A V）
=100安培，则它允许的有效电流为安培。通常在选择晶闸管时还要留出倍的裕量。
2、三相桥式全控整流电路是由一组共极三只晶闸管和一组共极的三只
晶闸管串联后构成的，晶闸管的换相是在同一组内的元件进行的。每隔换一次相，在电流连续时每只晶闸管导通度。要使电路工作正常，必须任何时刻要有只晶闸管同时导通，一个是共极的，另一个是共极的元件，且要求不是的两个元件。
3、为了减小变流电路的开、关损耗，通常让元件工作在软开关状态，软开关电
路种类很多，但归纳起来可分为与两大类。
4、提高变流置的功率因数的常用方法
有、、、几种。
5、三相半波可控整流电路电阻性负载时，电路的移相范围，三相全控
桥电阻性负载时，电路的移相范围，三相半控桥电阻性负载时，电路的移相范围。
二、判断题：（本题共10小题，每题1分，共10分）
第17页
1、双向晶闸管的额定电流的定义与普通晶闸管不一样，双向晶闸管的额定电流
是用电流有效值来表示的。（）
2、逆变器采用负载换流方式实现换流时，负载谐振回路不一定要呈电容性。（）
3、无源逆变指的是把直流电能转换成交流电能送给交流电网。（）
4、对三相桥式全控整流电路的晶闸管进行触发时，只有采用双窄脉冲触发，电
路才能正常工作。（）
5、PWM脉宽调制型逆变电路中，采用不可控整流电源供电，也能正常工
作。（）
6、在变流装置系统中，增加电源的相数也可以提高电网的功率因数。（）
7、过快的晶闸管阳极du/dt会使误导通。（）
8、电流可逆斩波电路可实现直流电动机的四象限运行。（）
9、为避免三次谐波注入电网，晶闸管整流电路中的整流变压器应采用Y/Y接法
（）
10、在DC/DC变换电路中，可以采用电网换流方法。（）
三、选择题：（本题共10小题，每题1分，共10分）
1、三相全控桥式整流电路带电阻负载，当触发角α=0o时，输出的负载电压平均
值为（）。
A、0.45U2
B、0.9U2
C、1.17U2
D、2.34U2
2、变流装置的功率因数总是（）。
A、大于1
B、等于1
C、小于1大于0
D、为负
3、三相全控桥式整流电路带大电感负载时，控制角α的有效移相范围是（）。
A、0°-90°
B、30°-120°
C、60°-150°
D、90°-150°
4、三相半波可控整流电路在换相时，换相重叠角γ的大小与哪几个参数有关（）。
A、α、I d、X L、U2φ
B、α、I d；
C、α、U2
D、α、U2、X L；
5、为限制功率晶体管的饱和深度，减少存储时间，桓流驱动电路经常采用
第 18 页
（ ）。
A 、du/dt 抑制电路
B 、抗饱和电路
C 、di/dt 抑制电路
D 、吸收电路
6、单相半控桥电感性负载电路中，在负载两端并联一个续流二极管的作用是（ ）。
A 、增加晶闸管的导电能力
B 、抑制温漂
C 、增加输出电压的稳定性
D 、防止失控现象的产生
7、功率晶体管的安全工作区由以下4条曲线限定：集电极-发射极允许最高击穿电压，集电极最大允许直流功率线，集电极最大允许电流线和_______
A 、基极最大允许直流功率线
B 、基极最大允许电压线
C 、临界饱和线
D 、二次击穿功率线 8、直流斩波电路是一种______变换电路。
A 、AC/AC
B 、DC/A
C C 、DC/DC
D 、AC/DC
9、三相半波带电阻性负载时，α为 度时，可控整流输出的电压波形处于连续和断续的临界状态。
A 、0度
B 、60度
C 、30度
D 、120度。
10、在晶闸管触发电路中，改变 的大小，则输出脉冲产生相位移动，达到移相控制的目的。
A 、同步电压
B 、控制电压
C 、脉冲变压器变比
D 、整流变压器变比
四、简答题：（本题共4小题，共28分）
1、什么是逆变失败？逆变失败后有什么后果？形成的原因是什么？（8分）
2、下面BOOST 升压电路中，电感L 与电容C 的作用是什么？（6分）
密 封 线
第
19 页
u ab u ac u bc u ba u ca u cb u ab u ac u d
3、晶闸管变流装置中为什么在主电路上要加入整流变压器进行降压？（7分）
4、单相电压型逆变电路中，电阻性负载和电感性负载对输出电压、电流有何影响？电路结构有哪些变化？（7分）
五、作图题：（本题共2小题，共14分）
1、对于下图所示的桥式可逆斩波电路，若需使电动机工作于反转电动状态，试分析电路的工作情况，并绘出相应的两条电流流通路径，同时标注电流流向。（8分）
2、设三相桥式可控整流电路工作于有源逆状态，试画出β=60o时的整流输出电压波形（6分）
第20页
六、计算题（本题共1小题，共18分）
1、三相全控桥式整流电路，L=0.2H，R=4Ω，要求U d从0~220V之间变化。试求：（1）不考虑控制角裕量时的，整流变压器二次线电压。（3分）
（2）如电压，电流裕量取2倍，计算晶闸管额定电压，电流值。（8分）
（3）变压器二次电流有效值I2。（4分）
（4）计算整流变压器二次侧容量S2。（3分）
一、填空题（本题共17小题，每空1分，共20分）
1、晶闸管是硅晶体闸流管的简称，常用的外形有与。
2、选用晶闸管的额定电流时，根据实际最大电流计算后至少还要乘以。
3、晶闸管的导通条件是。
4、晶闸管的断态不重复峰值电压U DSM与转折电压U BO在数值大小上应为，U DSM
U BO。
5、从晶闸管的伏安特性曲线可知，晶闸管具有的特性。
6、把晶闸管承受正压起到触发导通之间的电角度称为。
7、触发脉冲可采取宽脉冲触发与双窄脉冲触发两种方法，目前采用较多的是
触发方法。
8、可控整流电路，是三相可控整流电路最基本的组成形式。
9、在三相半波可控整流电路中，电感性负载，当控制角时，输出电
压波形出现负值，因而常加续流二极管。
10、三相桥式整流电路中，当控制角α＝300时，则在对应的线电压波形上触发脉